基于STM32的环境监测预警系统

原创

已于 2023-08-04 21:51:41 修改 · 4.6k 阅读

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文章标签：

#stm32 #嵌入式硬件 #单片机

于 2023-07-29 22:26:47 首次发布

该文描述了一个基于STM32微控制器的环境监测系统，包括LCD1602显示屏、DHT11温湿度传感器、烟雾传感器的集成。系统能实时显示温湿度和烟雾值，并通过串口将数据传送给上位机。当环境条件超过预设阈值时，系统会触发预警功能，如开启或关闭风扇、蜂鸣器。此外，还提供了自定义的上位机APP设计，通过蓝牙与下位机通讯，实现远程监控和控制。

基于STM32的环境监测预警系统

项目概述：

主控STM32f103c8t6 。利用 DHT11 和烟雾传感器，进行温湿度检测和烟雾值检测，并实时在LCD屏幕上进行数值显示，同时通过串口通信将数据信息传至上位机显示。当检测到温湿度高出设定阈值，将打开排风扇进行通风；当检测到有烟雾时，将关闭通风风扇防止火灾蔓延，开启蜂鸣器警报并持续向上位机发送警报信息。

材料：

STM32f103c8t6	DHT11	烟雾传感器
LCD1602	HC蓝牙模块（用于串口通信）	蜂鸣器
直流电机驱动模块/继电器	直流电机和风扇桨叶	杜邦线面包板电源等

注：

资料包已上传，包含源代码和自制上位机APP。

一 LCD1602

介绍

详情参考前文。

(59条消息) C51外设：LCD1602_我有在好好学习的博客-优快云博客

STM32驱动LCD1602

接线

仅供参考，电源线不要接错，其它线可以按自己意愿接

代码

示例：显示两排文字

把gpio口都对应着宏定义出来，参考产品手册的封装对应函数

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */
#define RS_GPIO_Port GPIOB
#define RW_GPIO_Port GPIOB
#define EN_GPIO_Port GPIOB
#define RS_GPIO_PIN	 GPIO_PIN_1
#define RW_GPIO_PIN	 GPIO_PIN_2
#define EN_GPIO_PIN	 GPIO_PIN_10

#define RS_HIGH	HAL_GPIO_WritePin(RS_GPIO_Port, RS_GPIO_PIN, GPIO_PIN_SET)
#define RS_LOW 	HAL_GPIO_WritePin(RS_GPIO_Port, RS_GPIO_PIN, GPIO_PIN_RESET)
#define RW_HIGH HAL_GPIO_WritePin(RW_GPIO_Port, RW_GPIO_PIN, GPIO_PIN_SET)
#define RW_LOW 	HAL_GPIO_WritePin(RW_GPIO_Port, RW_GPIO_PIN, GPIO_PIN_RESET)
#define EN_HIGH HAL_GPIO_WritePin(EN_GPIO_Port, EN_GPIO_PIN, GPIO_PIN_SET)
#define EN_LOW 	HAL_GPIO_WritePin(EN_GPIO_Port, EN_GPIO_PIN, GPIO_PIN_RESET)

/* USER CODE END PM */


/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
//查忙
void check_busy()
{
	char tmp = 0x80;
	GPIOA->ODR = 0x80;
	
	while(tmp & 0x80){
		RS_LOW;//低电平选指令寄存器
		RW_HIGH;//高电平时进行读操作
		
		EN_LOW;//变成低电平时，液晶模块执行命令
		HAL_Delay(1);
		EN_HIGH;
		HAL_Delay(1);
		tmp = GPIOA->ODR;
		EN_LOW;
		HAL_Delay(1);
	}
}
//发指令
void Write_Cmd_Func(char cmd){
	
	//check_busy();
	
	RS_LOW;
	RW_LOW;
	EN_LOW;
	GPIOA->ODR = cmd;
	HAL_Delay(1);
	EN_HIGH;
	HAL_Delay(1);
	EN_LOW;
	HAL_Delay(1);
}
//发数据
void Write_Data_Func(char Data){
	
	//check_busy();
	
	RS_HIGH;
	RW_LOW;
	EN_LOW;
	GPIOA->ODR = Data;
	HAL_Delay(1);
	EN_HIGH;
	HAL_Delay(1);
	EN_LOW;
	HAL_Delay(1);
}


//lcd初始化
void LCD1602_INIT()
{
	//（1）延时 15ms
	HAL_Delay(15);
	//（2）写指令 38H(不检测忙信号)
	Write_Cmd_Func(0x38);
	//（3）延时 5ms
	HAL_Delay(5);
	//（4）以后每次写指令，读/写数据操作均需要检测忙信号
	//（5）写指令 38H：显示模式设置
	Write_Cmd_Func(0x38);
	//（6）写指令 08H：显示关闭
	Write_Cmd_Func(0x08);
	//（7）写指令 01H：显示清屏
	Write_Cmd_Func(0x01);
	//（8）写指令 06H：显示光标移动设置
	Write_Cmd_Func(0x06);
	//（9）写指令 0CH：显示开及光标设置}
	Write_Cmd_Func(0x0c);
}

//显示字符串
void LCD1602_showLine(char row, char col, char *string)
{
	
	switch(row){

		case 1:
				Write_Cmd_Func(0x80+col);
				while(*string){
					Write_Data_Func(*string);
					string++;
				}
				break;
		
		case 2:
				Write_Cmd_Func(0x80+0x40+col);
				while(*string){
					Write_Data_Func(*string);
					string++;
				}
				break;
	}
}

/* USER CODE END 0 */




  /* USER CODE BEGIN 2 */
	LCD1602_INIT();
	
	LCD1602_showLine(1,5,"NO.22222");
	LCD1602_showLine(2,0,"YZQ handsome");
	
  /* USER CODE END 2 */

二 DHT11温湿度检测

介绍于时序分析

参考前文

(59条消息) 基于C51的温湿度监测系统（及蓝牙温控风扇）_我有在好好学习的博客-优快云博客

温湿度数据串口传输给上位机

难点

由于模块仅有一个Data口，又要输出又要输入，那么需要自定义GPIO口，这里选用GPIO B7

代码

这里选用串口1

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
#define DHT_HIGH HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_SET)
#define DHT_LOW HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET)
#define DHT_VALUE HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_7)

char datas[5];

void delay_us(uint16_t cnt)
{
    uint8_t i;

    while(cnt)
    {
        for (i = 0; i < 10; i++)
        {

        }
        cnt--;
    }
}

//根据传入参数‘mode’来选择GPIO口模式
//"GPIO_MODE_OUTPUT_PP"和"GPIO_MODE_INPUT"两种
void DHT_GPIO_Init(uint32_t mode)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
	__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();//打开时钟

  /*Configure GPIO pin : PB8 */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_7;
  GPIO_InitStruct.Mode = mode;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
}

void DHT11_Start()
{
	DHT_GPIO_Init(GPIO_MODE_OUTPUT_PP);
	DHT_HIGH;
	DHT_LOW;
	HAL_Delay(30);
	DH